Ⅲ osa: Albumiini töötlemine neerude kaudu – varajastest leidudest praeguste kontseptsioonideni

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Ⅲ osa: Albumiini töötlemine neerudes – varastest leidudest praeguste kontseptsioonideni

Jakub Gburek, Bogusława Konopska ja Krzysztof Goł ˛ab

OSAKS KLIKI SIIAⅠ & OSA Ⅱ

Abstraktne:Albumiinon vereplasma, lümfi, tserebrospinaal- ja interstitsiaalse vedeliku peamine valk. Valk osaleb paljudes olulistes bioloogilistes funktsioonides, nagu õige kolloidse osmootse rõhu säilitamine, oluliste metaboliitide transport ja antioksüdantne toime. Sünteesalbumiintoimub peamiselt maksas ja selle katabolism toimub peamiselt lihaste, naha ja maksa veresoonte endoteelis, samuti neerutorukeste epiteelis. Pikaajaline uurimine selles valdkonnas on piiritlenud selle katabolismi peamise tee, mis hõlmab glomerulaarfiltratsiooni, tubulaarset endotsüütilist omastamist multiligandi püüduri retseptori tandemi kaudu – megaliin ja kubiliin-amnion on vähem keerulised, samuti lüsosomaalne lagunemine aminohapeteks. Viimaste aastakümnete uuringud näitavad aga, et selles protsessis võivad teatud määral toimida ka lisamehhanismid. Otsene omastaminealbumiindemonstreeriti glomerulaarsetes podotsüütides immunoglobuliinide kristalliseeruva piirkonna (vastsündinute FC-retseptori) retseptori kaudu. Lisaks soovitati lühikeste peptiidide luminaalset ringlussevõttu vereringesse ja/või tagasi tubulaarsesse luumenisse või tervete molekulide transtsütoosi. Artiklis käsitletakse nende protsesside molekulaarseid aspekte ning esitatakse viimase kümnendi uurimistöö valguses esile kerkinud peamised avastused ja vaidlused. Nende parem iseloomustus on oluline proteinuuria patofüsioloogia edasiseks uurimiseksneeru-ebaõnnestumine ja tõhusate ravistrateegiate väljatöötamine.

Märksõnad:albumiin; neeru-valkude katabolism; neeru proksimaalne tuubul; proteinuuria; megaliin;kubiliin

albumiini neerukäitlemine kooscistanche

4. Albumiini rakusisene transport ja degradatsioon

4.1.Transport lüsosoomidesse ja lagunemine

Intratsellulaarne voolalbumiinkulgeb vesikulaarse transpordi kaudu. Tänu varajastele katsetele on juba avastatud, et sorteeriminealbumiin, selle retseptorid ja vesiikulid ise on tihedalt seotud nende keskkonna hapestumisega. Vesiikulite leelistamine bafilomütsiini Al või NHACl lahusega tõi kaasa kiire vähenemisealbumiinimendumine isegi madalatel kontsentratsioonidel. Samal ajal nii jaotusalbumiinlüsosoomides ja retseptorite taaskasutamine rakumembraanile aeglustus [48,49,86].

Vesiikulite hapestumisega kaasneb esialgu klatriini katte dissotsiatsioon ja varajaste endosoomide moodustumine. Edasine hapestumine toob kaasa dissotsiatsioonialbumiinkompleksidest megaliini ja kubiliiniga ning tihedate apikaalsete tuubulite tärkamisest, mis pööravad retseptorid tagasi rakupinnale. Komplekside dissotsieerumist täheldatakse juba alla pH=6,5 [26,75,81].

Endotsüütiliste vesiikulite hapestamisega seotud transporterid tuvastati viimastel aastatel. Selle organelli membraanis asuv V-ATPaas osaleb prootonite ülekande protsessis endosoomi sees [87]. Teisest küljest on vaja sisestada negatiivseid ioone, et kompenseerida endosomaalse membraani potentsiaali. Proksimaalsetes tuubulite rakkudes mängivad kloriid-CLC-5 kanalid olulist rolli vastasiooni transportimisel. Näidati, et CLC-5 on seotudalbumiin- sisaldavad endosoome. Seda ei leidu dekstraani sisaldavates endosoomides, kuigi V-ATP-d esineb ka mõlemat tüüpi endosoomides. CLC-5 ekspressiooni langetamine pärsibalbumiinendotsütoosi proksimaalses tuubulis, kuid see ei mõjuta dekstraani endotsütoosi esimest faasi. CLC{0}} geeni väljalangemisega hiirtega läbiviidud uuring kinnitas selle tähtsust megaliini ja kubiliini retsirkulatsioonis. CLC-5 osalemine endotsütoosiprotsessis pakub huvi ka pärilike neeruhaiguste korral. Denti tõbi, mille üks esimesi sümptomeid on proteinuuria, on põhjustatud CLC-5 kodeeriva geeni mutatsioonist [88,89].

Endosomaalse vesiikuli keskkonna hapestumises osalevad ka Na*/Ht antiporterid (naatrium/prootoni vahetajad – NHE), mis eemaldavad H ioonid raku seest samaaegse Nat-ioonide omastamisega. Nad transpordivad paljude rakkude plasmamembraanis leiduvaid molekule ja nende ülesandeks on säilitada raku sees õige pH. Need valgud koosnevad kahest funktsionaalsest domeenist, nimelt hüdrofoobsest domeenist, mis sisaldab mitmeid transmembraanseid järjestusi, ja hüdrofiilsest domeenist, mis vastutab nende transpordiaktiivsuse reguleerimise eest [90]. Valk NHE-3 ekspresseerub sooleepiteelirakkudes ja proksimaalsetes rakkudesneeru-torukesed, alati apikaalsel küljel. See on võimeline ringlema rakumembraani ja varase endosomaalse sektsiooni vahel, aidates kaasa vesiikulite sisu hapestumisele. NHE-3 transporteri internaliseerimine toimub klatriini vesiikulite kaudu [91]. NHE-3 on tõenäoliselt seotud Na-ioonide neeldumisega nendes rakkudes. Endosomaalsed NHE{3}}-d mängivad protsessis olulist rollialbumiinmolekulide endotsütoos. Eeldatakse, et Na pluss gradient endosomaalses keskkonnas hajub mööda endosomaalset rada ja seega peaks NHE3 olema oluline endotsütoosi varajastes etappides, võib-olla enne etappi, kus H pluss -ATPaas oma funktsiooni avaldab [91]. NHE-3 inhibiitorid põhjustavad häireid varajaste vesiikulite hapestumises, mis aeglustab oluliseltalbumiinendotsütoos. Need häired on osaliselt seletatavad retseptorite aeglustunud naasmisega rakumembraanile nende dissotsiatsiooniprotsessi häirete tõttu. Teine põhjus võib olla transportivate vesiikulite moodustumise ja sulandumise katkemine leelistamise teel. Lisaks leiti, et NHE-3 vastutab ainult pH langetamise eest endotsütoosi väga varases faasis. Selle farmakoloogiline inhibeerimine põhjustab selle protsessi efektiivsuse märkimisväärset vähenemist [92]. Lisaks võib rasvumine p-Akt faktori madalama taseme tõttu alareguleerida NHE-3 ja Na*/K pluss ATPaasi ekspressiooni ja seega vähendada.albumiinreabsorptsioon ja endotsütoos [93]. Lisaks eksisteerib märkimisväärne NHE-3 kogum multimeerse kompleksina megaliiniga proksimaalse tuubuli harja piiril [94]. Endotsütoosi reguleerimiseks on mitu mehhanismi. Siiski juhulalbumiinreabsorptsiooni, on need halvasti mõistetavad.

Kaltsiumiioonid seda protsessi otseselt ei mõjuta. Ca2 ioonide tsütoplasma kontsentratsiooni muutus mõjutab ainult veidialbumiinomaksvõtt. Kuid nende täielik eemaldamine ekstratsellulaarsest ruumist põhjustab valgu omastamise võime märgatava vähenemise (Km suureneb 0,1.10-6-lt 2,5.10-6M), ilma mõju maksimaalsele imendumiskiirusele. Kaltsiumiioonide olemasolu määrab tõenäoliselt endotsütoosi esimese etapi efektiivsuse, st ligandide seondumise retseptoritega [95]. On teada, et proteiinkinaasi A(PKA) stimuleerimine tsüklilise adenosiinmonofosfaadi (cAMP), forskoliini või paratüreoidhormooni abil vähendab kogualbumiintagasihaardevõimet, kuid ei muuda valgu afiinsust retseptori suhtes. See varajaste endosoomide leelistamisega seotud mehhanism sõltub cAMP olemasolust. Fosfatidüülinositooli 3-kinaasi (PI-3K) mõjualbumiinteatati ka endotsütoosist [92, 96]. Selle aktiivsuse pärssimine wortmanniini kasutamisega nõrgendab oluliselt selle protsessi efektiivsust. Fosfatidüülinositool3-kinaasi aktiivsus on seotud ligandide sisestamise faasiga. Valgud G osalevad ka sellega seotud signalisatsioonikaskaadisalbumiininternaliseerimine. Vastuvõttalbumiinon suurenenud G. i3 subühiku geeniga transfekteeritud epiteeli opossumi neerurakkudes (OK rakud). Läkaköha toksiin pärssis seda toimet kontsentratsiooni ja inkubatsiooniaja pikenedes. Seega näib G-valkude roll olevat tihedalt seotud vesikulaarsete transpordiprotsesside reguleerimisega [56,97,98].

cistanche meessoost eelised

4.2. Lüsosomaalne lagunemine

Valkude lüsosomaalne hüdrolüüs toimub lüsosomaalsete proteaaside komplekti osalusel, mida ühiselt nimetatakse katepsiinidena. Kõige olulisem roll valkude lagunemisel omistatakse katepsiinidele B, H ja L. Need hüdrolaasid transporditakse proensüümide kujul varajastesse endotsüütilistesse vesiikulitesse, mis hõlmavad mannoosi-6-fosfaadi retseptorit, ja aktiveeruvad küpsedes. Valkude osaline hüdrolüüs toimub juba endosoomides, kuid massiline lagunemine toimub ainult lüsosoomides. Immunotsütokeemia uuringud näitavad, et proksimaalse tuubuli epiteelirakkudes võib katepsiini koostise poolest eristada vähemalt mitut erinevat endosoomide ja lüsosoomide populatsiooni [99]. Hiljutised uuringud näitavad, et sulanduminealbumiin-lüsosoomidega endosoomide sisaldus sõltub nende organellide membraaniretseptoritest. Proteinuuria esineb hiirtel, kellel on lüsosomaalne SCARB2/Limp-2 knockout, mis kuulub B-klassi eemaldavate retseptorite perekonda, hoolimata rakkude õigest ekspressioonist ja sisestamisest.albumiinretseptorid. Nendel hiirtel leiti see fluorestsentsmärgistusegaalbumiinimendus pärast intravenoosset manustamist tõhusalt, kuid ei ühinenud lüsosomaalse katepsiin B-ga ega lagunenud. Sarnast toimet täheldati ka metsiktüüpi hiirtel, kellel oli ip-ga indutseeritud massiivne albuminuuriaalbumiinmanustamist, mis näitab, et proksimaalse tuubuli tasandil mängib lüsosomaalse lagunemise piiratud võime albuminuuria tekkes olulisemat rolli kui selle reabsorptsioonivõime [100, 101]. Kuid Nielseni jt uurimus. [102] näitas, et fokaalse segmentaalse glomeruloskleroosi (FSGS) hiiremudelis suureneb proteinuuria korral lüsosomaalne suutlikkus, mis toetab varasemaid leide, et proteinuuria korral saab lüsosomaalset seedimisvõimet suurendada [99].

Suur osa eksperimentaalsetest andmetest viitab sellele, et valgud, sealhulgasalbumiin-lagunevad lüsosoomides täielikult vabadeks aminohapeteks, mis seejärel transporditakse läbi lüsosomaalse ja basolateraalse membraani vereringesse. Katsetes, milles kasutati küüliku isoleeritud perfuseeritud proksimaaltorukesi ja 125I-märgistatud valke, seostatakse peaaegu kogu perfusaadi radioaktiivsus nende kataboliit2I-monotürosiiniga. Sarnased tulemused saadi radioaktiivsuse väljavoolu mõõtmisel radioaktiivselt märgistatud valgupreparaatidega perfuseeritud neerulõikudest [26,47].

Siiski ei ole uuringute tulemused selles osas ühtsed. Mõned autorid viitavad sellele, et lüsosomaalne laguneminealbumiinei ole täielik ja selle saadused on valdavalt erineva pikkusega polüpeptiidahelad, mis suunatakse tagasi tuubuli luumenisse ja erituvad uriiniga. Osicka jt [103,104] näitasid, et olulised kogused peptiide, mis pärinevad lagunenudalbumiinpärast 3H-i intravenoosset manustamist leitakse uriinis.albumiinrottidele. Siiski ei täpsustanud nad oma uuringus vaadeldud fragmentide suurust.

Sarnased tulemused said Gudehithlu et al. [105] 125I-ga märgistatud ravimi intravenoosse manustamise teelalbumiinrottidele. Uriini valgud sadestati trikloroäädikhappega ja allutati geelfiltrimisele, mis võimaldas määrata nii fragmente kui ka tervikuid.albumiinmolekulid. Väikestes kogustes kohalikkualbumiin(2 protsenti) ja märkimisväärses koguses selle fragmente (98 protsenti) molekulmassiga 5-14 kDa leiti uriinist. Need tulemused kinnitasid ka in vitro katseid inimese HK-2 proksimaalsete tuubulite rakkudega ja ex vivo, kasutades perfuseeritud roti neerusid. Summaalbumiintervete molekulide ja polüpeptiidide kujul eritunud kogus oli umbes 70- korda suurem kui seni määratud väärtused: Madalmolekulaarsed fragmendidalbumiinUriinis leiti ka uuringutes rottidel, kellel oli streptozototsiini manustamisest põhjustatud diabeet [35].

Need lahknevused võivad olla seotud radioimmunoloogiliste meetodite kasutamisega varasemates uuringutes, mis ei tuvasta polüpeptiidi fragmente, millel puuduvad spetsiifilised epitoobid rakendatud antikehade suhtes, mis võib juhtudaalbumiinlagunemissaadused. Väärib märkimist, et sellised summadalbumiinuriiniga eritumine vastaks filtreeritud kogustelealbumiinsuhteliselt suure peasekretariaadi eeldusel, nagu eespool käsitletud.

Hiljutised uuringud näitavad, etalbumiinuriinis täheldatud fragmendid ei oleneeru-kataboliidid, kuid need on vaba glomerulaarfiltratsiooni mõju, mis pääseb torukujulisest resorptsioonist senitundmatul viisil. Nii kontrollhiirtel kui ka hiirtel, kellel on kubiliin või megaliini knockout, peamiselt madalmolekulaarnealbumiinpärast 125I leiti uriinis metaboliitealbumiinadministreerimine. Tubulaarse endotsütoosi pärssimine ei mõjutanud selle vormialbumiinesinevad uriinis. Madalmolekulaarsete genereeriminealbumiinfragmente täheldati ka plasmas [106].

4.3. Transstsütoos

Transtsütoosi roll alternatiivse internaliseerimisviisinaalbumiinsihtimise pakkusid välja Russo jt. aastal 2009[33]. Oma uuringus, kasutades elektronmikroskoopiat ja kolloidse kullaga märgistatudalbumiin, jälgisid autorid olemasolualbumiinmitte ainult lüsosoomides, vaid ka suurtes vesiikulites, mille läbimõõt on umbes 500 nm. Need struktuurid esinesid kogu rakus ja olid sageli sulandunud basolateraalse membraani invaginatsiooniga, vabastades selle sisu kapillaaride veresoonte peri-tuubulaarsesse võrku. Molekulide terviklikkust kontrolliti erinevate vastu suunatud antikehade abilalbumiinkillud. Autorid viitavad kahe rakusisese mehhanismi kooseksisteerimiselealbumiinsorteerimine sõltuvalt molekulide terviklikkusest. Intaktsed valgumolekulid naasevad ringlusse kiire ja tõhusa transtsütoosi teel, samas kui väike osa struktuursete muutustega molekulidest transporditakse lüsosoomidesse, kus nad klassikalise mudeli kohaselt lagunevad aminohappejääkideks ja sellisel kujul naasevad. tiraažile [33,38]. Mudel tekitas palju vaidlusi. Selle teooria vastased, võttes arvesse paljude aastate pikkust proksimaalsete tuubulite rakkude mikroskoopilist uurimist, õõnestavad seda tüüpi vesiikulite olemasolu ja nende sulandumise võimalust basolateraalse membraaniga. Nad viitavad sellele, et täheldatud struktuurid on tingitud artefaktidest, mis on seotud koe fikseerimisega sukeldamise teel. Siiani on kasutatud optimaalseks peetud perfusioonil põhinevaid meetodeid [41 107l. Teisest küljest näitavad hiljutised uuringud nefrootiliste hiirte kohta, kellel on podotsiini, megaliini ja kubiliini väljalülitamine, et nendest retseptoritest sõltuv endotsütoos ei ole säilitamisel oluline.albumiinhomöostaas. Vaatamata nendest retseptoritest sõltuvale reabsorptsiooni täielikule pärssimisele, plasmaalbumiintasemed jäid samaks [108].

cistanche meessoost eelised

5. Kokkuvõtted

Neerud vastutavad umbes 10 protsendi eestalbumiinbassein kataboliseeritakse iga päev. See fraktsioon on homöostaasi jaoks oluline. Võimalikud neerufunktsiooni häired, mis on algselt põhjustatud glomerulite pidevast kahjustusest, võivad lõpuks põhjustada selle organi tõsist puudulikkust ja sellest tulenevalt pöördumatut torukujulist kahjustust. Sekundaarne toksilisus on tingitud epiteelirakkude funktsioonide düsregulatsioonist, mis on tingitud valgu ülekoormusest liigse endotsütoosi tingimustes proksimaalsetes tuubulites [10].NeerudValkude katabolism hõlmab filtreerimist glomerulites, adsorptsiooni ja endotsütoosi proksimaalsetes tuubulites ning neeldunud molekulide intratsellulaarset hüdrolüüsi või transtsütoosi.

Üldtunnustatud mudel eeldab suhteliselt madalat glomerulaarsuse tasetalbumiinfiltreerimine tänu selle suhteliselt suurele suurusele ja madalale isoelektrilisele punktile, efektiivne reabsorptsioon endotsütoosi teel, kaasates megaliini ja kubiliini retseptoreid, vesikulaarne transport lüsosoomidesse ja hüdrolüüs üksikuteks aminohappejäägideks. Selles mudelis on ainult tühine kogusalbumiineritub uriiniga ja lagunemissaadused pöörduvad enamasti tagasi vereringesse.

Viimase kümnendi jooksul läbi viidud uuringud on andnud palju ootamatuid tähelepanekuid, mis võivad dramaatiliselt muuta seisukohtineeru-albumiinkatabolism. Nendest kooruvad välja alternatiivsed mehhanismid, mis mõjutavad nii selle protsessi kvantitatiivset kui ka kvalitatiivset kuvandit. Uued uuringud näitavad muu hulgas sedaalbumiinläbitungimine võib toimuda {{0}} korda suurema saagisega, kui eelnevates uuringutes soovitati. GSC pakutud väärtus oleks siis 0,04, mitte alla 0,001, nagu praegu aktsepteeritud mudelis [33]. Teised vaidlused puudutavad lüsosomaalse lagunemise astetalbumiinja metaboliitide eritumise suund. Mõned tähelepanekud toetavad seisukohta, et lüsosomaalne proteolüüsalbumiintoodab peamiselt polüpeptiide molekulmassiga 5-14 kDa, mis suunatakse suures osas tagasi tuubuli luumenisse ja erituvad uriiniga. Teated nähtuse kohtaalbumiintranstsütoos on samuti üllatav. See mehhanism selgitaks suuremate filtreeritud koguste tõhusat imendumist ja transportialbumiin. Samal ajal viitavad need aruanded sellele, et proksimaalsete tuubulite düsfunktsioonid soodustavad peamiselt albuminuuriat erinevate haiguste käigus, mitte aga, nagu varem arvati, glomerulopaatiat. Praegused kontseptsioonid ja uued leiud neerude kohtaalbumiinkäsitsemine on kokku võetud joonisel 2.

Uued aruanded on tekitanud teadusmaailmas tulise arutelu. Kui edasistes uuringutes seda kinnitatakse, võivad nad muuta seisukohti selle mehhanismi kohtaalbumiinhomöostaas ja albuminuuriaga seotud haiguste, nagu nefrootiline sündroom, patomehhanismid,neeru-ebaõnnestumine hüpertensiooni, diabeetilise nefropaatia ja südame-veresoonkonna haiguste vastu.

Väärib mainimist, et neeru epiteelirakkude struktuuri põhiuuringute käigus on kogutud mitmesuguseid andmeid proksimaalse tubulaarse reabsorptsiooni, lüsosomaalse metabolismi ja rakusisese töötlemise valdkonnas. Saavutused on kokku võetud mitmes suurepärases ülevaates [109-112].

cistanche meessoost eelised

6. Perspektiivid

Võttes arvesse olemasolevaid andmeid, usume, et alternatiivsed mudelid ei ole seni hästi dokumenteeritud ja uute ravistrateegiate väljatöötamine peaks põhinema praegu aktsepteeritud kontseptsioonil.

Praegu aktsepteeritud ja alternatiivsete kontseptsioonide olulisuse kontrollimiseks on vaja täiendavaid uuringuid. Uute loommudelite väljatöötamine ja üksikasjalikumad kliinilised uuringud, mis hõlmavad asjakohaseid molekule, nagu glomerulaarsed valgud, endotsüütilised retseptorid, vesikulaarsed transporterid ja muud endosomaalsed/lüsosomaalsed valgud, on õigustatud.

Viited

1. Evans, TWVaata artikkel:Albumiinravimi-bioloogilise toimenaalbumiinei ole seotud onkootilise rõhuga. Aliment.Pharmacol. Seal. 2002, 16 (lisa 5), ​​6-11. [CrossRef] [PubMed]

2. Vincent, JL Asjakohasusalbumiinkaasaegses intensiivravi meditsiinis.Parim. Harjuta. Res. Clin.Anaesthesiol.2009, 23, 183-191. [CrossRef] [PubMed]

3. Miller, A.; Jedrzejczak, WWAlbumiin— Bioloogiline funktsioon ja kliiniline funktsioon. Postepy Hig. Med. Dosw. 2001,55,17-36.

4. Peters, JTAll AboutAlbumiin: biokeemia, geneetika ja meditsiinilised rakendused; Academic Press: San Diego, CA, USA, 1996.

5. Artali, R.; Bombieri, G; Calabi, L.; Del Pra, A. Inimese seerumi molekulaardünaamika uuringalbumiinsidumissaidid. Farmaco 2005, 60, 485-495.[Ristviit]

6. Quinlan, GJMartin, GS; Evans, TWAlbumiin: Biokeemilised omadused ja ravipotentsiaal.Hepatology 2005,41,1211-1219. [CrossRef]

7. Nicholson,JP;Wolmarans,MR;Park,GRThe roll ofalbumiinkriitilises seisundis.Br.J.Anaest.2000,85,599-610.[CrossRef] [PubMed]

8. Powers, KA;Kapus, A.;Khadaroo, RG;Tema,R.; Marshall, JC; Lindsay, TF; Rotstein, OD25 protsentialbumiinhoiab ära kopsuvigastuse pärast šokki/elustamist. Crit. Care Med.2003, 31,2355-2363.[CrossRef][PubMed]